устройство для отделения твердых частиц из смеси твердых веществ и жидкой или газообразной среды

Формула изобретения

1. Устройство для отделения твердых частиц из смеси твердых веществ и жидкой или газообразной среды, включающее корпус в виде по крайней мере двух вихревых разделительных камер, каждая из которых расположена вокруг центральной продольной оси и имеет изогнутую внутреннюю стенку, при этом пересечение внутренней стенки с плоскостью, перпендикулярной центральной продольной оси, представляет собой вогнутую линию, каждая камера имеет входное отверстие и выходные отверстия для отвода твердых частиц и жидкой или газообразной среды, соединенные с соответствующими трубопроводами, единственная питающая труба для подачи смеси присоединена к общему входному отверстию разделительных камер, отличающееся тем, что общее входное отверстие и отверстие для отвода твердых частиц расположены с одной стороны от плоскости, проходящей через центральные продольные оси разделительных камер, при этом трубопроводы для отвода твердых частиц расположены по касательной к разделительным камерам.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что число разделительных камер составляет от 2 до 4.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что общее для разделительных камер входное отверстие выполнено с диаметром, равным 0,5 1,0 длины разделительной камеры в направлении ее продольной оси.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие для отвода твердых частиц из разделительной камеры выполнено с диаметром, равным 0,6

1,0 длины разделительной камеры в направлении ее продольной оси.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделительная камера выполнена в виде тела вращения, образующая которого кривая линия.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что криволинейная образующая тела вращения разделительной камеры соединена с центральной продольной осью одним или двумя прямолинейными отрезками.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что образующая тела вращения разделительной камеры выполнена в виде прямолинейного отрезка, параллельного центральной продольной оси, и соединенного с ней посредством двух других прямолинейных отрезков.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы трубопроводов для отвода жидкой или газообразной среды размещены внутри разделительных камер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается устройства для выделения твердых частиц из смеси твердых частиц и жидкости.

Известно устройство, включающее корпус с выпуклой, по крайней мере, верхней частью, с направленным вверх входным отверстием для смеси твердые частицы жидкость, с направленным вниз выпуклым отверстием для твердых частиц и выпускными отверстиями для жидкости, расположенными в центральной части корпуса горизонтально.

Эффективность отделения данного устройства составляет почти 98% Однако конструктивное выполнение его слишком сложно и пользование при установке, например в реакторе каталитического крекинга затруднено.

Было установлено, что множество разделительных камер, содержащихся в корпусе, дает прекрасные результаты в отношении КПД и что множество разделительных камер обеспечивает симметричность конфигурации, в силу чего увеличивается простота конструкции и доступ в корпус.

Известно устройство, включающее корпус в виде по крайней мере двух вихревых камер, каждая из которых расположена вокруг центральной продольной оси и имеет изогнутую внутреннюю стенку, при этом пересечение внутренней стенки с плоскостью, перпендикулярной центральной продольной оси, представляет собой вогнутую линию. Каждая камера имеет входное отверстие и выходные отверстия для отвода твердых частиц и жидкой или газообразной среды, соединенные с соответствующими трубопроводами. Единственная питающая труба для подачи смеси присоединена к общему входному отверстию разделительных камер.

На фиг.1 представлено устройство в продольном сечении, в котором образующая тела вращения кривая линия, а число разделительных камер 2, каждая камера имеет отверстия для отвода жидкости; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 то же, но образующая тела вращения прямая линия, параллельная центральной продольной оси; на фиг.4 разрез по Б-Б на фиг.4; на фиг.5 блок-схема реактора для каталитического крекинга, представляющая композицию из двух разделительных систем, первая из которых включает устройство согласно изобретению, а вторая центробежные трубы; на фиг.6 то же, но представляющее комбинацию из двух разделительных систем, первая из которых включает устройство согласно изобретению, а вторая куполообразный сепаратор.

Устройство, согласно фиг.1 и 2, включает корпус 1 в виде по крайней мере двух вихревых камер 2. Камеры имеют входные отверстия 3, которые в сочетании образуют общее входное отверстие. Единственная питающая труба 5 для подачи смеси присоединена к общему входному отверстию разделительных камер. Твердые частицы выходят из камер через выпускное отверстие 6 и трубопроводы 7, которые расположены по касательной к разделительным камерам. Общее входное отверстие и отверстия 6 для отвода твердых частиц расположены с одной стороны от плоскости (линия 8), проходящей через центральные оси разделительных камер. Жидкость, освобожденная от твердых частиц, выходит из разделительных камер через отверстия 9 для отвода жидкости и соответствующий трубопровод 10 (см. фиг.2).

На фиг.3, 4 представлен другой пример выполнения устройства. Он включает корпус 11, выполненный из двух вихревых разделительных камер 12. Каждая из камер имеет входное отверстие 13, отверстие 14 для выброса твердых частиц и отверстия 15 для отвода жидкости. Через входное отверстие 16 подающий трубопровод 17 входит в разделительные камеры. Подающий трубопровод 17 имеет конусообразное окончание для стимулирования центробежного движения смеси "твердые частицы жидкость" в разделительных камерах. Освобожденная от твердых частиц жидкость выходит из разделительных камер через отверстия 18 для отвода жидкости и соответствующие трубопроводы 19. Твердые частицы, отделенные в этом устройстве, выводятся через выходные отверстия 14 и соответствующие трубопроводы 20. В корпусе предусмотрены отверстия 21 для вывода твердых частиц, не отведенных через отверстия 14 для отвода твердых частиц.

Устройство согласно изобретению может быть использовано в процессе каталитического крекинга (фиг.5). В регенераторе 23, содержащем слой катализатора 24, частицы катализатора восстанавливаются при сгорании кокса из содержащих кокс катализаторных частиц. Это возможно при пропускании окислительного газа, например воздуха, в регенератор 23 по линии 25 и отводе газов через отверстие 26.

Таким образом, восстановленные частицы катализатора пропускают в вертикальный реактор 27 по линии 28. В реакторе катализатор используют вместе с источником углеводородов по линии 29 и проходит вверх через вертикальный реактор. В реакторе углеводородный источник подвергается крекингу для получения легких газообразных углеводородов. В течение крекинг-реакции весь кокс может быть превращен в катализаторные частицы. В верхней части реактора размещено устройство 30 согласно настоящему изобретению. Газ, поступающий из этого устройства, пропускается в центральные трубы 31, которые содержат центробежные лопатки 32 и отверстия 33 для выпуска газа. Катализаторные частицы, захваченные таким образом газом в устройстве 30, отделяются от газа в этих центробежных трубах, а газообразные углеводороды восстанавливаются. Частицы катализатора, отделенные, таким образом, от смеси катализатора и источника углеводородов, выводятся из устройства 30 через трубопровод 34 для отвода твердых частиц и из центробежных труб 31 через заглубленные в слой катализатора 35 отводы 36, находящиеся в резервуаре 37 для отпаривания. Резервуар 37 снабжен средствами для подачи десорбционного газа (на чертеже не показан), который подается по линии 38. Из резервуара 37 катализаторные частицы возвращаются затем в регенератор 23 по линии 39.

На фиг. 6 схематично представлен реактор для проведения катализаторного крекинга, в котором за устройством согласно изобретению установлен куполообразный сепаратор. Соответствующие элементы оборудования обозначены теми же позициями, что и элементы на фиг.5.

Через устройство 30 согласно настоящему изобретению пропускают смесь частиц катализатора и углеводородов. Отделенные частицы направляют по выпуклому патрубку 34 для твердых частиц к слою катализатора 35. Газообразный углеводород, который может увлекать некоторую часть твердого вещества, направляют через впуск 40 в шарообразный сепаратор 41. Газ выпускают через выпускное отверстие 42, а твердое вещество, выделенное в сепараторе 41, через отверстие 43 и погружную ногу 44 отводят в слой катализатора 35.

Пример. Поток паров углеводорода и частицы катализатора в весовом соотношении 0,15 подают в подающее отверстие 4 сепаратора, как показано на фиг.1, при температуре 500^oC, давлении в 2 бара и скорости движения пара 18 м/сек. Частицы катализатора удаляют через патрубки 7 для отвода твердых частиц при эффективности выделения более 99,7% по весу, а потоки паров углеводорода, содержащие менее 0,3% по весу частиц катализатора, на основе общего веса катализатора в питающем потоке, выходят из устройства через отверстие для отвода жидкости 9.